Расчет индуктора и выбор индукционной установки для термообработки заготовок цилиндрической формы (стр. 2 из 3)
, (2.6) 
мгде
| - глубина проникновения тока в медь, м. 
, (2.7) 
м.Индуктор изготавливают из медной трубки круглого или прямоугольного сечения. Используют электротехническую медь марок МО или Ml, обладающих минимальным удельным сопротивлением. Удельное сопротивление меди можно считать (0,018-0,02)
Ом 
м. 3. Электрический расчет индуктора
Задача расчета - определить напряжение на индукторе
, ток индуктора 
, число витков индуктора W, коэффициент мощности 
, коэффициент полезного действия 
, мощность, подводимую к индуктору 
.Расчет выполняют на примере условного одновиткового индуктора. В конце расчета определяют количество витков W и пересчитывают параметры индуктора на это количество витков.
Глубина проникновения тока:
в медь индуктора, м:
, (3.1) 
м.в заготовку в горячем режиме:
(3.2) 
где ρ2 - удельное сопротивление заготовки в горячем режиме (табл.2.3), ρ2=1,22
10-6 Ом м, при относительной магнитной проницаемости 
равной относительной магнитной проницаемости на поверхности заготовки 
. 
(3.3)Величину Zae находят из таблицы 2.4 Для этого необходимо определить величину:
(3.4) 
В таблице находим Не=4
104 А/м, 
=35,2, Zae=0,04 10-2м.Так как
2>0,18 
Ом м, то полученное значение Zae увеличиваем в 
раз. 
По формулам таблицы 2.5 рассчитываем г2, х2м для холодного, промежуточного и горячего режимов нагрева, а также xs и х0. Температуру промежуточного режима принимаем 750-800 °С. Холодный
где
=0,2 Ом 
приняли по таблице 2.3 для холодного режима; 
промежуточный
где φ=1,46 принято по табл.2.6
горячий
где Ф=0,4 принято по табл.2.7, при
Индуктивное сопротивление заготовки магнитному потоку для режимов нагрева (табл.2.5)
холодный
Промежуточный
, 
Горячий
, где ψ=1,06 
Индуктивное сопротивление в зазоре между индуктором и заготовкой
Индуктивное сопротивление обратного замыкания
где kx1=0,8 - принято по рис.2.6 для 2R1/l1 = 0,5.
Коэффициент приведения параметров, характеризующий соотношение размеров индуктора и заготовки:
Активное сопротивление пустого индуктора, Ом:
цилиндрического
Где ρ1=0,018*10-6 Ом*м - удельное сопротивление меди,W1=1, kr1=1,3.
Сопротивление нагруженного индуктора: активное
Индуктивное
полное
Ток в одновитковом индукторе
Напряжение на индуктирующем проводе одновиткового индуктора:
Число витков индуктора:
где Uи =30 - принято минимальное вторичное напряжение для понижающих трансформаторов индукционных установок.
витков;Диаметр индуктирующего провода:
Принимаем медную трубку с наружным диаметров dн=6мм.
Длина индуктора:
где 1,25 учитывает удлинение индуктора из-за зазора между витками.
Ток индуктора:
Пересчитываем сопротивление индуктора на реальное число витков:
Электрический КПД индуктора:
Коэффициент мощности в о. е:
Мощность, подводимая к индуктору:
Напряжение на индукторе:
где
- полное сопротивление индуктора с числом витков W.Реактивная мощность конденсаторных батарей:
4. Проектирование индукционной установки
Нагрев осуществляется в специальных индукционных нагревателях. Индуктор является основным элементом высокочастотной нагревательной установки, во многом определяющим качество закалки и экономичность процесса. Можно выделить следующие типы индукторов: для внешних цилиндрических поверхностей, для плоских поверхностей, для внутренних цилиндрических поверхностей, индукторы для тел сложной формы.
Любой индуктор содержит индуктирующий провод, создающий магнитное поле, токопроводящие шины, контактные колодки для присоединения к закалочному трансформатору, устройство для подачи воды, охлаждающий индуктор и нагретую поверхность.